一株抗真菌抗生素菌株的鉴定及发酵工艺优化

【摘要】近年来,深部真菌的感染率逐渐提高,对患者的健康和生命造成了很大的威胁,开发高效、安全和低毒的广谱抗真菌药物越来越引起重视。实验室筛选得到一株菌株,其代谢产物能够有效抑制白色念珠菌的生长。本论文对该菌株进行了分类鉴定和发酵工艺的优化,并对其产生的抗真菌物质进行了结构鉴定和体外抑菌活性的研究。经生理生化特性检测发现,该菌株属放线菌,然后通过16SrRNA序列测定和Genbank数据库比对发现其与Streptomycessp.102P41-1a的同源性为99%,根据上述特征命名该菌株为链霉菌(Streptomyces)ZJU088。该菌株已保藏在中国普通微生物保藏管理中心,编号为CGMCCNo.4889。采用单因素和响应面法优化该菌株的摇瓶发酵工艺,得到最佳发酵条件：初始pH值7.0,接种量8%(v/v),转速200r/min,装液量40mL/250mL,温度28℃,发酵时间5d；对菌株发酵产抗生素的摇瓶发酵条件进行了单因素优化,最佳培养条件为：种龄24h,转速200r/min,温度28℃,初始pH值7.0,摇瓶装液量40mL/250mL,接种量8%(v/v)；发酵培养基优化后的组成(g/L)为：可溶性淀粉40.0,黄豆饼粉8.25,酵母粉13.75,K2HPO42.0,NaCl2.0,MgSO41.0,CaCO30.5,CuSO40.02,FeSO40.02,MnSO40.02。在实验所得最佳发酵工艺下进行摇瓶发酵实验三次取平均值,测得抗生素效价为5926.43U/mL,比初始的效价288.09U/mL提高了20.57倍。通过Plackett-Burman实验、最陡爬坡实验和Box-Behnken实验得到的优化后的培养基(g/L)：黄豆饼粉2.54,可溶性淀粉26.8,酵母粉为3.96,K2HPO42.0,NaCl2.0,MgSO41.0,CaCO30.5,CuSO40.02,FeSO40.02,MnSO40.02,初始pH值为7.0。发酵液效价达15977.25U/mL,结果与模型值符合较好,抗生素效价为单因素优化后的2.69倍。对菌株进行5L发酵罐分批发酵实验。采用单因素法优化获得较优发酵罐发酵条件：搅拌转速300r/min、通气量1.5vvm、初始pH值7.0、发酵温度28℃、接种量8%(v/v)、装液量60%(v/v),在第5d达到最大效价为18542.04U/mL。考察了菌株在5L发酵罐中的分批发酵动力学过程,并建立了菌体生长、产物生产以及底物消耗的动力学方程。该物质对人体病源真菌白色念珠菌有良好的抑制作用,抗菌谱广,具有较好的新药开发前景。
【作者】刘超超；
【导师】吴绵斌；
【作者基本信息】浙江大学，生物化工，2013，硕士
【关键词】抗真菌抗生素；16SrRNA；单因素优化；响应面法；发酵动力学；

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